Luonnonlait ja mittaukset ilmastonmuutostutkimuksen perustana

Fysikaaliset mallit ovat ilmastonmuutoksen tutkimuksen lähtökohta. Havainnot ja tilastotiede todentavat jo tapahtunutta ilmastonmuutosta.

Ilmaston vaihteluun ja sen muutoksen vaikuttavat useat tekijät. Ihmiskunnan toimista johtuvan ilmastonmuutoksen lisäksi tutkimuksessa on otettu huomioon luonnolliset tekijät.

Ilmatieteen laitos tutkii monipuolisesti ilmastoon vaikuttavia tekijöitä, kuten kasvihuonekaasuja, pienhiukkasia, aurinkoa ja ilmastojärjestelmän sisäisiä vaihteluja. Tiedeyhteisö on tutkinut esimerkiksi auringon säteilyn vaihtelun vaikutusta ilmastonmuutokseen. Vuosikymmenien ajanjaksoissa sen vaikutukset ovat huomattavasti pienempiä kuin hiilidioksidipäästöjen vaikutukset.

Tulevaa ilmastonmuutosta arvioidaan fysiikan lakeihin perustuvien, ilmastojärjestelmän (ilmakehä, meret, jää ja lumi, maan pintakerros) toimintaa simuloivien mallien perusteella. Näillä malleilla voidaan tutkia, miten eri tekijät vaikuttavat ilmastoon. Arviot tulevista muutoksista lämpötiloissa, sademäärissä ja muissa ilmastosuureissa eivät siis perustu havainnoista koostuviin aikasarjoihin ja niissä jo mahdollisesti havaittujen trendien jatkamiseen ajassa eteenpäin.

Havainnot kertovat tapahtuneesta ilmastonmuutoksesta

Ilmatieteen laitoksen tutkimuksessa mittaukset ovat keskeisessä roolissa. Tutkimus perustuu pitkäaikaisiin, ilmastollisesti edustaviin ja laadukkaisiin havaintoihin.

Ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen todentaminen havainnoista tapahtuu tarkastelemalla laajojen alueiden muutoksia esimerkiksi lämpötiloissa. Tällöin luonnollisista tekijöistä johtuva satunnainen vaihtelu tasoittuu ja taustalla vaikuttava kasvihuonekaasupitoisuuksien kohoamisesta johtuva ilmastonmuutos nousee selvemmin esille. Käynnissä oleva ilmastonmuutos ilmenee mittauksissa mm. maapallon keskilämpötilan nousuna, Arktisen merijään vähenemisenä ja valtamerten pinnan kohoamisena.

Suomen ilmaston arvioidaan keskimäärin lämpenevän, mutta se myös edelleen vaihtelee huomattavasti. Esimerkiksi runsaslumisia ja kylmiä talvia esiintyy myös tulevaisuudessa, mutta ne harvinaistuvat ilmastonmuutoksen edetessä. Suomen keskilämpötilan kohoaminen näkyy myös luonnossa esimerkiksi vesistöjen jääpeitteen sulamisen ja lehtipuiden kukinnan aikaistumisena.

Ilmastonmuutos näkyy jo nyt globaaleissa keskiarvoissa. Yksittäisellä asemalla tai maassa luontainen vaihtelu voi vielä olla suurempaa kuin ilmastonmuutoksen vaikutus. Pitkäaikaisten trendien löytäminen havainnoista, silloin kun ne eivät vielä selvästi erotu ilmaston luonnollisen ja satunnaisen vaihtelun seasta, vaatii tilastollisia menetelmiä trendin suuruuden ja sen tilastollisen merkitsevyyden selvittämiseksi. Sopivan tilastollisen menetelmän valinta ja soveltaminen vaatii aina kyseessä olevan tieteenalan ymmärtämystä. Ilmatieteen laitoksessa käytettävät tilastomenetelmät ovat tilastotieteilijöiden kehittämiä ja yleisesti hyödynnettyjä. Ilmatieteen laitoksessa käytössä olevat tilastomenetelmien ja tulosten luotettavuus on varmistunut ja saanut hyväksynnän kansainvälisen tiedeyhteisön vertaisarvioinnin kautta.

Tärkeä osa Ilmatieteen laitoksen lakisääteistä toimintaa on ilmastopalvelu, joka tuottaa jatkuvasti päivittyvää tietoa Suomen ilmastosta yhteiskunnan käyttöön. Ilmastotekijöillä on suuri käytännön merkitys esimerkiksi energiateollisuudessa, liikennesektorilla ja maa- ja metsätaloudessa.